c# C# 中的可重入锁(Reentrant Lock)和递归 lock

C# 中的 lock 语句是可重入的,基于 Monitor 实现,同一线程可多次进入并自动维护计数器;而 Mutex、SemaphoreSlim、SpinLock 等默认不可重入,混用易致死锁或异常。

c# c# 中的可重入锁(reentrant lock)和递归 lock

什么是 C# 中的可重入锁(Reentrant Lock)

在 C# 中,lock 语句本身就是可重入的(reentrant),也就是常说的“递归 lock”——同一个线程可以多次获取它已持有的同一把锁,而不会死锁。这和 Java 的 synchronized 类似,但不同于 pthread 或 .NET 中某些手动实现的非可重入原语(如 Mutex)。

关键点在于:lock(obj) 底层调用的是 Monitor.Enter,而 Monitor 是可重入的:它会记录持有锁的线程 ID 和进入次数,只有当该线程调用对应次数的 Monitor.Exit(或通过 lock 自动释放)后,锁才真正释放。

为什么 lock(obj) 不会导致同线程死锁

这是 Monitor 的设计行为,不是“例外”或“bug”,而是有意为之的线程安全保障机制。常见误解是以为“锁住了就不能再进”,其实只要当前线程是持有者,Monitor.Enter 就直接成功并递增计数。

  • lock(obj) 在同一线程内嵌套调用时,不会阻塞,也不会抛异常
  • 每次进入都会使内部计数器 +1;每次退出(离开 lock 块)-1
  • 只有计数器归零时,其他线程才可能抢到该锁
  • 若在 lock 块中抛出未捕获异常,Monitor.Exit 仍会由 finally 保证执行(这是 lock 安全的关键)

哪些锁类型不是可重入的?容易踩坑的地方

不是所有 .NET 同步原语都支持可重入。混淆它们是实际开发中最常见的线程问题源头之一。

  • Mutex:默认不可重入。同一线程重复 WaitOne() 会无限等待(除非构造时传 true 启用递归模式,即 new Mutex(false, name) 中的 false 表示非递归,true 才是递归——注意参数顺序易错)
  • SemaphoreSlim:不可重入。即使同一线程多次 WaitAsync(),也会按信号量计数扣减,超限就挂起
  • SpinLock:不可重入。同一线程重复 Enter() 会触发 InvalidOperationException:“Recursive entry is not allowed”
  • 手写基于 Interlocked 的轻量锁:默认不可重入,需显式记录线程 ID 和计数才能模拟

所以,如果你替换 lock 为其他原语来“优化性能”,却没意识到可重入性丢失,很可能在递归调用、事件回调、WPF/WinForms 的 UI 线程重入等场景下静默崩溃或死锁。

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需要显式控制可重入行为时怎么办

极少数场景下,你可能想禁止同一线程重复进入(比如调试竞态、强制扁平化调用),此时不能依赖 lock,而应主动检测:

private readonly object _lockObj = new();
private readonly ThreadLocal _isInLock = new(() => false);

public void CriticalMethod() { if (_isInLock.Value) throw new InvalidOperationException("Reentrant call not allowed");

_isInLock.Value = true;
try
{
    lock (_lockObj)
    {
        // 实际逻辑
    }
}
finally
{
    _isInLock.Value = false;
}

}

注意:ThreadLocal 开销略高,仅用于诊断或强约束场景;生产代码中更推荐靠设计规避递归(如拆分方法、用状态机),而不是 runtime 拦截。

可重入性本身不是缺陷,而是 lock 可靠性的基石;真正危险的是误以为所有锁都像 lock 一样安全,然后随意混用不同同步原语。

https://www.php.cn/faq/1992457.html

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